基于3D打印的裂隙岩体力学特性尺寸效应及各向异性初探     

罗国立  张科  齐飞飞  朱辉  张凯  刘享华 《岩土力学》2023,(S1):107-116

裂隙岩体力学参数的尺寸效应和各向异性是岩石力学与工程领域亟待解决的难点问题。充分利用3D砂型打印技术快速成型、可批量制备复杂内部结构岩体模型的优势,以石英砂和呋喃树脂为打印基材,制备不同尺寸和旋转角的裂隙网络类岩石试件。通过单轴压缩试验研究裂隙网络岩体力学特性的尺寸效应,揭示裂隙密度与强度之间的相关性,分析表征单元体尺度岩体力学特性的各向异性。结果表明：3D砂型打印试件的力学性能与真实岩体相似,应力-应变曲线可划分为初始压密、弹性变形、裂纹萌生与扩展和峰后破坏4个阶段。试件抗压强度与试件边长之间呈指数衰减关系,存在显著尺寸效应性质。裂隙密度与抗压强度之间呈显著的负指数关系,基于裂隙密度与抗压强度确定的岩体表征单元体尺度具有良好的一致性。裂隙岩体的破坏模式和抗压强度具有显著的各向异性特征。研究方法从3D打印角度为复杂裂隙岩体尺寸效应及各向异性的室内试验研究提供了可靠途径。  相似文献   

呼伦湖沉积物粒度特征及其环境指示意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

孙华杰  臧淑英  孙德尧  张科  孙丽 《地理科学》2018,38(9):1570-1578

通过对呼伦湖湖心沉积岩芯粒度机械组成和频率分布曲线的分析,辅以²¹⁰Pb年代测定,重建了1865~2016年粒度演变特征并揭示其环境指示意义。研究表明：湖心沉积物主要为粉砂和黏土,中值粒径同粗粉砂和砂组分显著正相关,在垂直剖面上表现为减小、波动变化和增大的变化趋势。应用对数正态分布函数对粒度频率曲线进行拟合,提取出大气粉尘源、湖心相标志组分和风沙尘暴组分3个环境敏感组分。粒度机械组成与环境敏感组分的垂向特征变化同历史时期的湖泊水位变化、降水量强度变化,及沙尘暴事件较为一致,能够较好的重建150 a来湖区气候干湿变化和风沙活动特征,可用于恢复区域环境变化历史。  相似文献   

湖泊流域生态系统演化对人类世研究的重要意义     

王荣  张科  刘建宝  董旭辉  羊向东 《湖泊科学》2024,36(2):333-338

人类世可能成为一个全新的地质时期,以描述人类活动对地球环境造成极为深远的影响,目前已被广泛讨论。湖泊及流域生态系统作为与人类社会最密切的地球单元之一,受到人类活动显著影响,相关研究成果能为理解人类世做出贡献。本文从湖泊流域生态系统和人类世本身特征为切入点,讨论了湖泊及流域生态系统演化对人类世研究的重要意义。我们认为,湖泊具有相对独立的整体,清晰的内部作用关系、完备的理论支持和时空数据支撑,能够为人类世地球各圈层交互作用提供研究框架。湖泊流域生态系统演化的稳态转换与地球环境进入新的地质时期具有诸多相似之处,相关研究成果能够更好地界定人类世开始时间、总体特征以及演变过程和机制。本文指出人类世湖泊及流域生态系统演化研究依然面临诸多挑战,并提出了对未来相关研究的展望。  相似文献   

囊果碱蓬离子含量及分布特点     

李艳红  涂锦娜  张道远  王雷  田长彦  吴国华  张福海  赵振勇  张科 《干旱区地理》2017,40(2):365-372

为研究真盐生植物矿质营养特征,以北疆荒漠囊果碱蓬群落为对象,通过土壤及植株调查,分析其矿质元素特征。结果显示：（1）囊果碱蓬的生长增加了0~30cm土壤的pH值、水分及盐份含量,并使盐分在土层重新分布。（2）根系相对于土壤,具有优先吸收K⁺、Mg²⁺ 养分离子的特点;叶片相对于根系,具有优先运输Cl^-、Na⁺、SO₄^2- 盐分离子的特点,同一离子在吸收和运输的选择不一致,与其在整株的功能相关。（3）Cl^-、Na⁺、SO₄^2- 积累于叶片,含量远大于K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺ ,Cl^- 和Na⁺ 可能相伴向上运输,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺ 在根、茎、叶保持基本不变的比例。（4）囊果碱蓬属于SO₄ -Cl 盐积累植物,而背景土壤为Cl-SO₄ 型盐土。  相似文献   

外源硒对罗布麻幼苗生长及光合作用的影响     

吕海祥  田长彦  王梓宇  张科 《干旱区地理》2015,38(1):83-89

硒是植物生长发育的必需元素,能促进植物生长。采用盆栽试验的方法,研究了施用不同浓度的外源硒对一年生罗布麻幼苗生长及叶绿素荧光参数的影响。研究结果表明：根施（R）和叶面喷施（L）两种施硒方式下,硒浓度与罗布麻一年生幼苗生长及叶绿素荧光参数有极显著相关性,表现为,一定浓度范围内（0～1.5 mg·kg^-1）,随着硒浓度的增加,罗布麻茎干重、叶干重、株高、茎粗、主叶对数和侧枝数均有有不同程度的上升;Fv/Fm、Fv/Fo、Ψo、φEo、PIABS、均随着施硒浓度的增加而增加;V_K、V_J、V_I均随着施硒浓度的增加而逐渐下降,S_m逐渐上升;说明施硒促进了罗布麻叶PSII的活性,提高了PSII反应中心的开放程度,增大其光能利用率。但随着供应浓度的进一步提高,各项生长及荧光指标有所降低,因此过量的硒供应对于罗布麻生长不利,而且有益与有害之间的范围很小,具体罗布麻栽培中要严格控制硒用量在1～3 mg·kg^-1范围内。搜索 #SrsZzqBAngjSTips { Z-INDEX: 999999999; POSITION: absolute; WIDTH: 56px; HEIGHT: 24px; LEFT: 1342177.27em } #SrsZzqBAngjSTips A { POSITION: relative; LINE-HEIGHT: 24px; MARGIN: -32px 0px 0px; PADDING-LEFT: 23px; WIDTH: auto; DISPLAY: block; BACKGROUND: url(http://mat1.gtimg.com/www/sogou/sogou_tips_v1.png) no-repeat 0px 0px; HEIGHT: 24px; COLOR: #000; FONT-SIZE: 12px; TEXT-DECORATION: none } #SrsZzqBAngjSTips A:hover { BACKGROUND-POSITION: 0px -34px; COLOR: #45a1ea }  相似文献   

干湿循环作用下岩桥破裂演化及前兆异常定量识别研究     

张科  李娜 《工程地质学报》2024,(1):64-73

为探究干湿循环作用下锁固段型岩质边坡内部岩桥的破裂演化及前兆异常,对岩桥试件开展不同干湿循环次数下的单轴压缩试验。基于数字图像相关(DIC)技术,实现加载过程中试件全场变形的实时测量,通过求解位移矢量识别裂纹扩展类型。引入协方差矩阵,定量描述应变场多元分量的离散程度,提出一种识别岩桥应变场前兆异常的方法,并分析干湿循环作用的影响规律。研究结果表明：随着干湿循环次数的增加,岩桥的起裂应力和抗压强度均逐渐劣化。岩桥中裂纹发展时,周围岩石的位移矢量会发生明显的差异,共识别出两种基本裂纹,即张拉裂纹和剪切裂纹。裂纹起裂和贯通所需的轴向应力随着干湿循环次数的增加而逐渐减小。应变场有效方差的演化过程可划分为初始分异、稳定分异和加速分异3个阶段;当剪切裂纹起裂时,干燥状态下的试件有效方差突增,而干湿循环作用后的试件有效方差出现加速增长的态势,均可识别为前兆点。经过干湿循环作用的试件前兆应力水平和时间水平均小于干燥状态下的试件,这是因为干湿循环作用对岩样产生了软化作用。  相似文献   

我国古环境中炭屑的研究现状与展望   总被引：1，自引：0，他引：1  

郭小丽  赵文伟  孙静会  李芙蓉  张科  赵艳 《冰川冻土》2011,33(2):342-348

炭屑是恢复古火灾的一个重要手段,同时也为认识古气候、古植被和古地理提供了重要途径.从炭屑研究方法和应用两个方面总结了国内近年来炭屑研究的进展,提出了炭屑研究中尚需解决的问题,展望未来研究的前景.炭屑的分析方法和现代过程研究可能是今后研究中急需解决的问题,这两个问题的解决可以使炭屑在古环境和人类活动研究中充分发挥其作用....  相似文献   

地质界面对桂中凹陷区铅锌矿床的控制意义   总被引：6，自引：0，他引：6  

胡明安  徐伯骏  曹新志  张科 《地球科学》2005,30(3):353-358

桂中凹陷大地构造条件特殊, 其北为桂北台隆, 与扬子地台接壤, 其西与右江再生地槽连接, 其东和南与大瑶山隆起相连.在区域性范围内, 广西大部分铅锌矿床分布于桂中凹陷的边缘.其中, 河池-南丹成矿带几十个大-中型和特大型铅锌铜矿床位于凹陷的西部及西北部边缘, 在凹陷的东南部和东部边缘有武宣-象州成矿带的几十个大-中型和特大型铅锌铜矿床, 在凹陷的南、北和东南、东北部边缘地带则连续分布着宾阳、贵县、锡基坑、北山、泗顶等若干个大-中型铅锌铜矿床.在矿区范围内, 铅锌矿体主要产于不整合面附近、多组断裂的交汇部位、岩体的周围、沉积岩相变带、不同岩性接触面等.不论在宏观的区域范围内, 还是在微观的矿区范围内, 矿床的成矿作用和分布明显受到地质界面的控制, 其主要特征与美国MVT铅锌矿床相似.地质界面是地球内部能量集中、汇集、传递、转化和释放的地带, 是地球物质变化、活化、迁移和沉淀富集的部位, 也是成矿作用发生的场所.桂中凹陷与周边地质构造单元接合处的地质界面是“ MVT型”铅锌矿床形成的有利地段.   相似文献   

转换型边缘盆地转换边缘类型识别与特征分析: 以非洲科特迪瓦盆地为例          下载免费PDF全文

盖海洋  姜烨  张科  王伟 《地质科技通报》2021,40(5):83-90

转换型边缘盆地是一类特殊的大陆边缘盆地,前人对其研究较少,随着近十几年在转换型边缘盆地的一系列重大油气发现,该类型盆地越来越受到重视。但在盆地边缘转换断层的识别解释、转换断层对盆地构造格局的影响以及转换断层相关的火山活动对盆地的影响方面等研究仍相对较少。以典型的转换型边缘盆地——科特迪瓦盆地为研究对象,从盆地的转换边缘入手,利用多种数据综合分析,识别出转换型边缘盆地的两类转换边缘——转换型边缘和过渡离散型边缘,并分别总结了其各自特征;对比了两类转换型边缘在地层发育、断裂体系、火山活动以及应力场等方面存在的差异及其对盆地造成的影响。研究结果表明,典型的转换型边缘盆地具有转换型边缘和过渡离散型边缘两种不同类型的洋陆过渡边缘;两类边缘在接触关系、火山活动强度、对早期地层的改造作用等方面具有显著差异;转换型边缘盆地结构受早期断裂和转换断裂的双重控制,受多期构造运动改造,拉张与走滑应力叠加,使早期断裂具有走滑和拉张双重性质,多期的改造作用对油气运聚及保存具有显著影响。转换断层附近早期断裂可能会发生反转作用,断裂性质发生改变,形成挤压构造或地层反转。   相似文献   

含折线型裂隙砂岩试件翼型裂纹起裂与扩展机制研究          下载免费PDF全文

张科  潘哲  刘享华 《水文地质工程地质》2022,49(3):103-111

岩体内部赋存的裂隙很多表现为折线型,为探究这类岩体的断裂机制,制备含折线型裂隙砂岩试件并对其进行单轴压缩试验。采用数字图像相关(DIC)方法计算加载过程中的变形场演化,根据新生裂纹两侧的位移差异识别裂纹类型;运用扩展有限元法(XFEM)模拟断裂过程,根据应力分布特征解释翼型裂纹起裂与扩展机制。DIC计算结果表明,新生裂纹处出现应变局部化带,裂纹两侧发生相对分离;含直线型和折线型裂隙砂岩试件的翼型裂纹分别萌生于预制裂隙端部以及折角处,这是因为裂隙几何形态会改变拉应力集中位置;含折线型裂隙砂岩试件的起裂应力小于含直线型裂隙砂岩试件,这是因为相同加载条件下前者的最大拉应力值更大;这2类试件的裂纹扩展均是由于裂纹尖端集中的拉应力引起的,裂纹依然呈张开状态;裂隙几何形态未改变试件的最终破坏模式,均表现为对角剪切破坏。  相似文献